碳纤维电动汽车动力电池箱体大面积应用的两大难点

电动汽车在整个汽车市场中的占比呈逐年上升态势，但其需要面对的挑战也是显而易见的，例如，续航能力就是其中最突出的问题之一。电动汽车能否跑长途，将极大影响到它的市场份额，要想达到450Km以上的续驶里程，车载电池的数量必须增多，而电池包的加重又反过来会影响到耗电量，最终又反作用于续航能力。为此，如何减轻电池包的重量成为技术热点，除了从电池自身进行优化，电池包内外的结构件，如电池支架、电池包壳体都成为轻量化的对象。采用碳纤维复合材料代替铝、钢等传统金属材料，其显著的轻量化效果已取得了广泛共识，但是碳纤维电池壳体却迟迟未能得到大面积的应用，主要有以下两方面的障碍：

一是应用成本问题。碳纤维增强复合材料的原材料和生产工艺决定了这种新材料电池壳体的应用成本比铝制或其它普通金属类的应用成本要高不少，汽车制造商们一方面希望通过提升结构性能增加市场竞争力，另一方面希望降低成本价格增加市场竞争力，这种高配置结构材料能否为市场所接受，这是他们犹疑的地方。

二是制造工艺问题。虽然有不少碳纤维零部件制造商接受了汽车制造商的试样要求和小批量订单，并借助碳纤维复合材料高强度轻量化的材料优势成功地减轻了汽车电池包的重量，但仍无法实现高效率快速生产要求。而低效率的生产工艺既增加了生产成本，又制约了产品的应用潜能。

如何解决上述问题，这需要汽车设计方和碳纤维部件制造商的通力合作，汽车设计方应充分了解碳纤维复合材料的材料特性，在保证电池安全的提前下尽量简化电池壳体的设计。碳纤维部件制造商也需要基于自身的制造经验，主动为设计方提供多样化的方案和建议。这种双方合作有助于在制造成本与应用成本之间取得一个较好的平衡。

经过几年数轮的行业PK，国内的碳纤维零部件制造商智上新材料科技从第一款碳纤维汽车电池壳体出发，到现在已为电动汽车制造商提供了十余种碳纤维复合材料轻质电池壳制造方案，例如在原材料选择阶段，就赋予电池包壳体阻燃功能的材料方案，又如通过夹层设计利用碳纤维增强复合材料与泡沫芯材的组合功能，使之具备足够的承载能力的同时也具有一定的抗应变能力等等。

通过工艺优化与精确的方案匹配，智上新材成功地实现了碳纤维汽车动力电池包壳体的量产化工艺目标，与铝等金属材质的电池包壳体相比，重量平均降低了40%，量产化技术也大幅度地降低了生产成本，使之能够更适用于中高档电动汽车。

事实上，碳纤维复合材料的高成本和生产工艺的低效率不仅是困扰汽车实现结构轻量化的关键，也是其在工业领域其它行业实现结构轻量化进程的重要障碍。智上新材凭借多样化的复合材料设计方案和不断超越自我的技术水平，为碳纤维复合材料实现低成本应用和性能提升提供了成功案例。

来源：网易号 碳纤维复合材料